1、基礎生物化學整理 第一章 蛋白質（一） 氨基酸1組成蛋白質的氨基酸都為-氨基酸（除Pro），都為L型（除Gly）2非極性R基氨基酸 丙氨酸 Ala 纈氨酸 Val 亮氨酸 Leu 異亮氨酸 Ile 脯氨酸 Pro（亞氨基） 苯丙氨酸Phe（苯環） 色氨酸 Trp(苯環) 甲硫氨酸 Met（含硫） 不帶電荷的極性R基氨基酸 甘氨酸 Gly 絲氨酸Ser（羥基） 蘇氨酸Thr（羥基） 半胱氨酸 Cys（巰基，S，二硫鍵） 酪氨酸 Tyr(苯環、羥基) 天冬酰胺Asn 谷氨酰胺 Gln 除Gly以外，都能形成氫鍵堿性氨基酸 賴氨酸Lys精氨酸 Arg（胍基）組氨酸His（咪唑基）酸性氨基酸 天冬氨酸

2、 Asp 谷氨酸 Glu3必需氨基酸Ile Met Val Leu Trp Phe Thr Lys（“一家寫三兩本書來”）4稀有的蛋白質氨基酸 通常是常見氨基酸的衍生物，如4-羥脯氨酸、5-羥賴氨酸；非蛋白質氨基酸,如瓜氨酸、鳥氨酸5兩性性質和等電點 使氨基酸凈電荷為零時溶液的pH值，用 pI 表示中性氨基酸pI = 1/2 ( pK1' + pK2' )酸性氨基酸pI = 1/2 ( pK1' + pKR' )堿性氨基酸pI = 1/2 ( pK2' + pKR' )pH > pI 帶負電，移向正極 ；pH < pI 帶正電，移向負

3、極； pH = pI 不帶電，不移動。6.氨基酸的重要化學反應茚三酮反應 在酸性條件下，氨基酸與茚三酮共熱，生成紫色化合物Sanger反應 在弱堿溶液中，氨基酸的-氨基與2,4-二硝基氟苯(DNFB) 反應，生成黃色的二硝基苯氨基酸（DNP-AA）Edman反應 可用層析法加以分離鑒定（二） 肽1肽：一個氨基酸的羧基與另一個氨基酸的氨基脫去一分子水而形成酰胺鍵，這個鍵稱為肽鍵（peptide bond），產生的化合物叫做肽（peptide）。2肽的結構：無分枝的長鏈；具有方向性；兩個末端分別為N端(氨基端)和C端(羧基端)；由“N-C-C”單元的周期性連接，構成多肽鏈的主鏈3簡述谷胱甘肽的結構

4、特點和功能結構（GSH）：Glu-Cys-Gly功能：參與氧化還原反應；保護巰基酶類的活性；防止H2O2等在生物體內的積累（三）蛋白質的分子結構1.蛋白質的一級結構：蛋白質的一級結構（primary structure）是指蛋白質肽鏈中氨基酸的排列順序。2.蛋白質的二級結構指多肽鏈本身通過氫鍵沿一定方向盤繞、折疊而形成的構象。氫鍵是維持二級結構的主要作用力。3. 天然蛋白質主要二級結構單元包括： a-螺旋 (a-helix) b-折疊 (b-pleated sheet) b-轉角 (b-turn) 無規卷曲 (nonregular coil)4.-螺旋(-helix) -螺旋蛋白質中最常見、含

5、量最豐富的二級結構 u 肽鏈中的酰胺平面繞C相繼旋轉一定角度形成-螺旋，呈右手螺旋。酰胺平面平行于中心軸；u 螺旋體中所有氨基酸殘基側鏈都伸向外側；u 每個氨基酸殘基的N-H都與前面第四個殘基C=O形成氫鍵；u 每隔3.6個氨基酸殘基，螺旋上升一圈；每圈間距0.54nm。5-折疊是由兩條或多條伸展的多肽鏈靠氫鍵聯結而成的鋸齒狀片狀結構。6.蛋白質的超二級結構：指多肽鏈上若干相鄰的二級結構單位(即單個a-螺旋或b-轉角)彼此作用，組合成有規則的結構組合體。7.結構域 ：指在二級結構或超二級結構的基礎上，多肽鏈進一步折疊成幾個相對獨立，近似球形的組裝體，可作為三級結構的局部折疊區。8.蛋白質的三級

6、結構 ：指的是多肽鏈在二級結構、超二級結構和結構域的基礎上，主鏈構象和側鏈構象相互作用，進一步折疊卷曲形成特定的構象。維持蛋白質三級結構的作用力主要是一些非共價鍵，包括氫鍵、范德華力、疏水相互作用和鹽鍵（離子鍵），還有二硫鍵。9.蛋白質的四級結構：由兩條或兩條以上具有三級結構的多肽鏈聚合而成、有特定三維結構的蛋白質構象。每條多肽鏈又稱為亞基。亞基一般是一條多肽鏈, 有時是二硫鍵連接的幾條多肽鏈。由兩個或多個亞基構成的蛋白質, 稱為寡聚蛋白質,寡聚蛋白質的亞基可以相同,也可以不相同,單亞基蛋白質無四級結構。與三級結構基本相同，有時還涉及二硫鍵。（四）蛋白質功能1分子?。河捎诨蛲蛔儗е碌鞍踪|一級

7、結構發生變異，使蛋白質的生物功能減退或喪失，甚至造成生理功能的變化而引起的疾病。2.蛋白質結構與對應物質一級結構 牛胰島素 細胞色素C結構域 己糖激酶三級結構 肌紅蛋白四級結構 血紅蛋白（寡聚酶）（五）蛋白質理化性質1. 蛋白質：蛋白質的分子量1萬100萬之間，其分子直徑1100nm之間，在膠體顆粒的范圍。測定方法：超速離心法、凝膠過濾法、聚丙烯酰胺電泳等。由于蛋白質中的Tyr、Trp 和 Phe 殘基在紫外區有光吸收，所以蛋白質在 280nm 的光波長處有最大光吸2蛋白質的等電點（pI）：當蛋白質在一定的pH的溶液中，所帶的正負電荷相等，它在電場中既不向陽極也不向陰極移動，此時溶液的pH值叫

8、做該蛋白質的等電點 ( pI ) 。3. 蛋白質變性 蛋白質受到某些理化因素的影響，其空間結構發生改變，蛋白質的理化性質和生物學功能隨之改變或喪失，但未導致蛋白質一級結構的改變，這種現象叫變性作用（denaturation）。4蛋白質變性的因素 物理因素：加熱、紫外線、超聲波、高壓等；化學因素：強酸、強堿、脲、鹽酸胍、去垢劑、重金屬鹽等。 5.蛋白質變性后的表現：生物活性喪失（酶）；溶解度降低，粘度增大，擴散系數變小（蛋清）；基團位置改變；對蛋白酶敏感性增大。6. 蛋白質復性 蛋白質的變性作用若不過于劇烈，則是一種可逆過程。高級結構松散了的變性蛋白質通常在除去變性因素后，可緩慢地重新自發折疊形

9、成原來的構象，恢復原有的理化性質和生物活性，這種現象稱為復性(renaturation)。 7.能使蛋白質沉淀的試劑 高濃度中性鹽（NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl（中和蛋白質的電荷），這種加入鹽使蛋白質沉淀析出的現象稱為鹽析，用于蛋白質分離制備。低濃度的中性鹽可以增加蛋白質的溶解度，這種現象成為鹽溶。有機溶劑 丙酮、乙醇 (破壞蛋白質水膜) 。重金屬鹽 Hg2+、Ag+、Pb+ （與蛋白質中帶負電基團形成不易溶解的鹽）。生物堿試劑：苦味酸、三氯乙酸、目酸、鎢酸等（與蛋白質中帶正電荷的基團生成不溶性鹽）。等電點法8.顏色反應雙縮脲反應NaOH溶液+ 少量稀CuSO4溶液，紫紅至藍紫，所

10、有蛋白質茚三酮反應茚三酮，藍色，a-氨基Folin-酚反應堿性CuSO4+ 磷鉬酸-磷鎢酸，藍色，Tyr第二章 核酸（一）概述1.核酸定義: 以核苷酸為基本結構單位，按照一定的順序排列， 以3,5'-磷酸二酯鍵相連，折疊、彎曲形成的具有一定生物學功能的長鏈，具有貯存、傳遞遺傳信息作用的遺傳大分子。其中P的含量在核酸中相對恒定。在DNA中為9.9%，在RNA中為9.4% 。這可用于測定核酸的含量定磷法。2. N-C糖苷鍵：戊糖第1位碳原子上的羥基與嘌呤的第9位氮原子或與嘧啶的第1位氮原子形成的型N-C糖苷鍵。（二）核酸的分子結構DNA的分子結構1DNA的一級結構：DNA分子中四種脫氧核苷

11、酸之間通過3,5-磷酸二酯鍵連接起來的多核苷酸鏈的排列順序。B-DNA：右手螺旋，螺距3.4nm，每轉堿基對數目（bp數）102.DNA一級結構特點：DNA分子中，脫氧核苷酸之間只能以3,5-磷酸二酯鍵相連 ; DNA分子沒有側鏈，只能線狀或環狀; 具有方向性,兩個末端分別為5'端和3'端; 生物遺傳信息貯存在DNA的核苷酸序列中,真正代表DNA生物學意義的是作為可變成分的堿基排列順序。3. DNA的二級結構是指DNA的雙螺旋結構。雙螺旋結構是指DNA的兩條鏈圍著同一中心軸旋繞而成的一種空間結構。 4.Chargaff定則：(DNA的堿基組成分析即堿基成對)所有DNA分子中A=

12、T，G=C；同一物種的所有體細胞DNA的堿基組成相同，此堿基組成可作為該物種的特征;；親緣越近的生物，其DNA的堿基組成越近，即不對稱比率(A+T/G+C)越相近。5.雙螺旋結構模型的基本特征：a.反向平行互補配對的兩條鏈沿中心軸盤繞成右手螺旋 ； b.磷酸與脫氧核糖相互間隔連接構成的主鏈處于螺旋外側，糖環平面與縱軸平行，堿基則伸向螺旋內部，堿基配對形成堿基平面，堿基平面與縱軸垂直；c.雙螺旋內部的堿基按規則配對：A與T配對，形成2個氫鍵；G與C配對，形成3個氫鍵，稱為堿基互補配對;d.雙螺旋的兩條鏈也呈互補關系；e.雙螺旋表面形成兩種凹槽：較淺的叫小溝，另一條叫大溝；雙螺旋直徑為2nm，每對

13、脫氧核苷酸殘基沿縱軸旋轉36°，上升0.34nm。所以每10個堿基對形成一個螺旋，螺距3.4nm。6.影響雙螺旋結構穩定性的因素：a.堿基堆積力（范德華力），是維持DNA雙螺旋結構的主要因素；b.氫鍵，G+C含量越高，DNA越穩定；c.離子鍵，組蛋白和正離子與磷酸負電荷形成離子鍵，有助于DNA分子穩定。7.DNA的三級結構：DNA雙螺旋進一步折疊、卷曲形成的構象。超螺旋分為正超螺旋和負超螺旋。8.負超螺旋：當螺旋旋轉360時，其相應堿基對數小于10，二級結構處于松纏狀態。 天然DNA均為負超螺旋。 RNA的分子結構1RNA的結構特點 ：RNA一級結構的連接方式：3',5

14、9;-磷酸二酯鍵連接各核苷酸；RNA二級結構的共性:有局部的雙螺旋結構，即莖環結構2.mRNA分子：mRNA是蛋白質生物合成的模板；含量少，種類多。3.mRNA 5'端無帽子結構功能：一是可以與蛋白質結合，對翻譯起識別作用；二是穩定mRNA的作用。4.原核生物和真核生物的mRNA在結構上有所不同：1)原核生物的mRNA是多順反子的，真核生物的mRNA是單順反子的；2)原核mRNA 5 '端無帽子結構，真核mRNA 5 '端有一段帽子結構（m7GpppNmpNmp-）；3)原核mRNA 3 端無PolyA，真核mRNA 3 端有PolyA。 5.tRNA分子功能：(轉運R

15、NA)，負責運送氨基酸6.tRNA一級結構的共同特點：分子量小，只有70-90個核苷酸組成的單鏈。7.tRNA的二級結構：為“三葉草形”。 在3端以CCA為主的單鏈區。大約有50%的核苷酸配對，形成四臂：氨基酸接受臂；二氫尿嘧啶臂（D臂）；反密碼臂；TyC臂。大約有50%的核苷酸不配對，形成四環：二氫尿嘧啶環（D環）；反密碼環：額外環（可變環）；TyC環。不同的tRNA分子在長度上發生變化的三個區域：D臂、D環、額外環的核苷酸數目不同。8.tRNA的三級結構：倒L型，這是tRNA具生物學功能的結構 ，穩定其倒L型的主要因素：（即三級結構作用力）：堿基堆積力，氫鍵 。9rRNA分子：單鏈, 存在

16、于核糖體中，種類少、含量高(最高)；二級結構由單鏈回折形成的局部螺旋區和突環組成。功能：與蛋白質組成核糖體，成為蛋白質合成的場所。10.核糖體：即核蛋白體，由rRNA和蛋白質組成。（三） 核酸的理化性質1核酸的一般性質： DNA為白色纖維狀固體; RNA為白色粉末狀固體；粘度 DNA>RNA 溶解性 ：微溶于水，不溶于有機溶劑,如乙醇、乙醚和氯仿，易溶于低鹽緩沖液，如EDTA2等電點 (pI):兩性電解質在一定的pH環境中，正負離子解離度相等，凈電荷為零，在電場中不移動，此時溶液的pH值是這個兩性電解質的pI.3核酸的光學性質：嘌呤和嘧啶具有共軛雙鍵，能強烈吸收紫外光。在260nm處有最

17、大吸收峰。對于純的DNA或RNA，可以通過測得A260來測定核酸的含量。A260的大小： 游離核苷酸 > RNA > DNA4.核酸的變性：核酸在某些物理或化學因素的作用下，其空間結構發生改變，雙螺旋解開，從而引起理化性質的改變及生物學活性的降低或喪失,并不涉及3,5-磷酸二酯鍵的斷裂。引起變性的因素有：加熱、酸堿、尿素、甲醛等。5.核酸的復性：變性的DNA在適當的條件下，彼此分開的單鏈重新締合成雙螺旋結構，其理化性質和生物學活性恢復的過程。6.退火：熱變性的DNA降溫復性的過程。復性是變性的逆轉。但需要一定的條件，要在一定的鹽濃度下緩慢降溫。 7. 增色效應：核酸變性后，雙螺旋結

18、構解開，堿基暴露，在260nm處的吸收值上升，這叫增色效應(hyperchromic effect)。增色效應常可用來衡量DNA變性的程度。減色效應：當變性的DNA經復性以重新形成雙螺旋結構時，其溶液在260nm處的光密度減小。8.熔解溫度:熱變性中光吸收的增加達到最大吸收（完全變性）量增加值一半（雙螺旋結構失去一半）時的溫度稱為DNA的熔點或熔解溫度（Tm）。9.分子雜交 ：DNA鏈在復性時，其中的一條單鏈可以和異體DNA單鏈，按照堿基互補配對原則合成一段DNA-DNA或DNA-RNA雙鏈的過程。10.PCR過程：高溫變性、低溫退火、適溫延伸三個過程反復進行。11.基因：DNA分子上具有遺傳

19、效應的特定核苷酸序列?；蚪M：生物體的全部基因或染色體。第三章 酶（一）概述1.酶的簡單分類由酶的組成成分，酶可分為兩類：單純酶 僅由蛋白質組成結合酶 除蛋白質外，還有非蛋白質成分 即 全酶 = 酶蛋白（決定酶催化的專一性） + 輔因子（決定酶催化反應的類型和性質）由酶的聚合狀態，酶可分為三類：單體酶、寡聚酶、多酶復合體 2.酶作用的特點酶催化的高效性；酶催化的專一性:結構專一性（絕對和相對）和立體異構專一性（旋光異構和幾何異構）；酶活性的可調控性；酶的不穩定性3. 酶的分類氧化還原酶類（oxidoreductase)脫氫酶、氧化酶轉移酶類(transferase)谷丙轉氨酶、已糖激酶水解酶類

20、(hydrolase) 酯酶、蛋白酶、淀粉酶裂解（合）酶類(lyase) 醛縮酶、水合酶、脫氨酶、脫羧酶異構酶類(isomerase) 差向異構酶、順反異構酶、酮醛異構酶合成酶類(連接酶類)(ligase)氨酰-tRNA合成酶、天冬酰胺合成酶（二）酶的結構和功能1.酶活性中心：指酶分子中直接和底物結合，并和酶催化作用直接有關的部位。2.酶活性中心特點：a.通?；钚灾行闹徽济阜肿芋w積的1%2%，僅由少數幾個氨基酸殘基組成b.酶活性中心常常是分子三維結構的裂縫或洞穴c.活性中心為非極性的微環境，有利于與底物結合3.酶與底物的結合方式：“鎖鑰”假說、“三點附著”假說、“誘導契合”假說4. “誘導契合

21、”假說降低活化能的方式鄰近效應和定向效應：鄰近效應是指酶的活性部位與底物結合形成中間復合物，使分子間的反應變為分子內的反應，酶活性中心的底物濃度遠遠高于溶液中的濃度，從而引起反應速率大大增加的效應。定向效應是指酶的催化基團與底物的反應基團之間的分子軌道能正確匹配產生的效應。 “張力”和“變形”共價催化:某些酶可以和底物形成共價中間物，使反應的活化能大大降低。酸堿催化金屬離子催化 微環境的影響5.酶活性的可調節性：酶的別構效應；共價修飾（甲基化、磷酸化等）；酶原的激活（如胃蛋白酶原、凝血酶原 ）；同工酶的調節（三）酶促反應動力學1酶動力學：研究各種因素對酶促反應速度的影響，并加以定量的闡述。影響

22、因素包括：酶濃度、底物濃度、pH、溫度、抑制劑、激活劑(無機金屬離子、有機小分子)等。2.米氏方程當S<<Km時， v = Vmax· S / Km當S>>Km時，v = Vmax當S=Km時，v =1/2 Vmax3.Km 米氏常數Km的值是當酶促反應速度為最大反應速度的一半時的底物濃度。 所以Km的單位為濃度單位。Km是酶的特征常數，表示酶與底物的親和力。Km值越大，親和力越小。 4. 可逆抑制作用：酶與抑制劑非共價地可逆結合，當用透析或超濾等方法除去抑制劑后酶的活性可以恢復?？赡嬉种谱饔每煞譃槿N類型：競爭性抑制作用：Km=Km(1+I/Ki)，Vmax

23、不變，Km增大?？赏ㄟ^增加底物濃度削弱或解除這種抑制作用。非競爭性抑制作用：VmVm /( 1+I/Ki )，Vmax變小，Km不變。反競爭性抑制作用：Km=Km(1+I/Ki)；VmaxVm /( 1+I/Ki )，Vmax變小，Km增大。5.不可抑制作用：有機磷化合物、重金屬等（四）別構酶、同工酶和誘導酶1.別構酶：具有別構效應的酶。別構效應：調節物與酶分子的調節部位結合后，引起酶分子構象發生變化，從而提高或降低酶活性的效應。變構酶的特點：都是寡聚酶；除活性中心，還有調節中心；變構酶的v-S的關系不符合米氏方程，所以其曲線不是雙曲線型；常常是系列反應中的第一個酶，或是代謝途徑的分支酶。2.

24、同工酶：一類來自同一生物不同組織或同一細胞而不同亞細胞結構、能催化相同反應、其分子結構卻有所不同的一組酶。3.誘導酶：該酶為底物的類似物或者酶本身，正常狀況下很少或沒有，在誘導物的誘導下大量增加。4.共價修飾酶：被修飾的酶，酶的活性被改變。共價修飾：某種小分子基團可以共價結合到被修飾酶的特定氨基酸殘基上，引起酶分子構象變化，從而調節代謝的方向和速度。（五）酶的分離純化和活性測定方法1.酶活力：也稱酶活性指酶催化一定化學反應的能力，通常用最適條件下酶所催化的化學反應的速度來衡量。酶的定量就是測定酶的活力，也即測定酶促反應的速度。2.在標準條件(25、最適pH、最適底物濃度)下，每分鐘催化 1mm

25、ol 底物轉化的酶量，這樣的速度所代表的酶的活力即酶的量定義為1個國際單位 (IU)。 3.比活力指每毫克蛋白所含的酶活力單位數4.純化倍數每次比活力 /第一次比活力 5.回收率率每次總活力 /第一次總活力 6.酶活力的測定方法：分光光度法、熒光法、同位素測定、電化學方法（六）維生素和輔酶因子1.維生素B 1（又硫胺素）衍生的輔因子焦磷酸硫胺素(脫羧輔酶) 代號TPP主要參與a-酮酸的脫羧2.維生素B2（核黃素）黃素單核苷酸 FMN, 黃素腺嘌呤二核苷酸FDN-參與氧化還原反應，是電子和氫的載體3.維生素B3(泛酸)輔酶A COA，?；d體蛋白的輔基 ACP的輔基參與轉?；磻?，即?；妮d體4

26、.維生素B5(PP)煙酸、煙酰胺煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(輔酶) NAD+煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(輔酶) NADP+ 參與脫氫反應，是電子和氫的載體5.維生素B6吡哆素 磷酸吡哆醛PLP磷酸吡哆胺PMP參與氨基酸的轉氨、脫羧和消旋，是氨基的載體6.維生素B7生物素羧基載體蛋白的輔基參與羧化反應7.維生素B11葉酸四氫葉酸THFA一碳基團的載體8.維生素C 抗壞血酸參與對蛋白質中脯氨酸殘基的羥化；維持含-SH的酶處于還原態9.硫辛酸在a-酮酸代謝中，傳遞?；皻?。是?；蜌涞妮d體第四章 生物氧化（一）概述1. 生物氧化：指生物體內有機物質（糖、脂、蛋白質等）在細胞中被氧化分解，產生H2O和CO2，

27、同時釋放出能量的過程。2. 高能化合物：在標準條件下(pH7，25，1mol/L)發生水解時，可釋放出20.92kJ/mol)以上自由能的化合物。高能鍵：在高能化合物分子中，被水解斷裂時釋放出大量自由能的活潑共價鍵。 高能鍵常用符號“ ”表示。3. 能荷是細胞中高能磷酸狀態一種數量上的衡量，它的大小可用下式表示： 能荷=(ATP+0.5ADP)/(ATP+ADP+AMP) ATP、ADP、AMP三種腺苷酸總濃度構成的腺苷酸庫。4.ATP(腺苷三磷酸)結構：A-R-P-P-P（二）呼吸鏈1.呼吸鏈：在生物氧化過程中，代謝物脫下的氫和電子經過一系列的傳遞體的傳遞，最終交給分子氧生成水，這

28、一電子傳遞體系稱為呼吸鏈（電子傳遞鏈）。在生物細胞中，接受代謝物上脫下的氫(或電子)的載體有三種 NADH、NADPH和FADH2。其中NADPH作為生物合成的還原劑。2.呼吸鏈有兩條：由NADH開始的呼吸鏈 NADH呼吸鏈；由FADH2開始的呼吸鏈 FADH2呼吸鏈3.呼吸鏈中的電子傳遞體共有五種： 煙酰胺脫氫酶（NAD+）：是一類以NAD+或NADP+為輔酶，且不需要氧的脫氫酶。NAD+是雙電子傳遞體(每次傳遞2個電子)，即氫傳遞體。黃素脫氫酶(FP)：以FAD或FMN為輔基的酶，FP在呼吸鏈中作為雙電子傳遞體。鐵硫蛋白：是一類鐵硫絡合物的蛋白質，單電子傳遞體。輔酶Q (CoQ)：輔酶Q屬

29、于醌類，又叫泛醌(UQ)。輔酶Q是呼吸鏈中唯一的非蛋白質組分，是雙電子傳遞體。細胞色素 (Cyt)：是以鐵卟啉(血紅素)為輔基的蛋白質，至少有5種細胞色素（ b、c1、c、a、a3），單電子傳遞體。4. 在呼吸鏈中，有四個復合體及其抑制劑:復合物I：NADH-CoQ還原酶 復合物I抑制劑：魚藤酮、安密妥、殺粉蝶菌素，阻斷從NADH向CoQ的傳遞復合物II：琥珀酸-CoQ還原酶復合物III：細胞色素還原酶 復合物III抑制劑：抗霉素A ，阻斷CoQ向復合物III的電子傳遞復合物IV：細胞色素氧化酶復合物IV抑制劑：氰化物、疊氮化物、CO、H2S ，阻斷復合物IV向O2的傳遞（三）氧化磷酸化1底物

30、水平磷酸化：代謝物通過氧化形成的高能磷酸化合物直接將磷酸基團轉移給ADP，使之磷酸化生成ATP。 2.氧化磷酸化：NADH或FADH2將電子傳遞給O2的過程與ADP的磷酸化相偶聯，使電子傳遞過程中釋放出的能量用于ATP的生成。氧化磷酸化的過程需要氧氣作為最終的電子受體，它是需氧生物合成ATP的主要途徑。3.化學滲透學說：呼吸鏈在傳遞電子的同時將質子從線粒體的基質側泵到線粒體的膜間隙，當膜間隙存在足夠的質子形成電化學梯度的時候質子順梯度流回基質并為ATP合成酶酶催化ADP和Pi生成ATP提供能量。要點：電子傳遞體在線粒體內膜上有著不對稱分布，傳氫體和傳電子體交替排列，催化是定向的；復合物I、II

31、I、IV的傳氫體將H+從基質泵向內膜外側，而將電子傳向其后的電子傳遞體；完整的線粒體內膜上具有選擇透過性，即H+不能自由通過；當存在足夠高的跨膜質子化學梯度時，強大的質子流通過F1-F0-ATPase進入基質時，釋放的自由能推動ATP合成。 4. 磷氧比（P/O）：在生物氧化過程中，每消耗1個氧原子所產生的ATP的分子數。NADH經呼吸鏈完全氧化時，磷氧比值是2.5FADH2 經呼吸鏈完全氧化時，磷氧比值是1.55. 解偶聯劑：指那些不阻斷呼吸鏈的電子傳遞，但能阻止ADP通過磷酸化作用轉化成為ATP的或何物，如2,4二硝基苯酚。6.線粒體穿梭系統 磷酸甘油穿梭系統（肌細胞），這種方式不通過復合

32、物，P/O為1.5蘋果酸穿梭系統（肝細胞），這種方式要通過復合物，P/O為2.5。第五章 糖類的分解與合成代謝（一）雙糖和多糖的降解1淀粉和纖維素分解有兩條途徑： 水解 產生葡萄糖；磷酸解 產生磷酸葡萄糖2.參與淀粉水解的酶主要有三種：淀粉酶、脫支酶、 麥芽糖酶 ，淀粉酶是指參與淀粉a-1,4-糖苷鍵水解的酶，有a-淀粉酶和b-淀粉酶兩種。3.a-淀粉酶：（a-1,4-葡聚糖水解酶）可水解任何部位的a-1,4-糖苷鍵，所以又稱為內切淀粉酶。只有酶蛋白與Ca2+結合才表現出活性。4.脫支酶：水解a-1,6-糖苷鍵,只能水解支鏈。5.淀粉的磷酸解，其中，淀粉磷酸化酶又叫P-酶。淀粉的磷酸解與水解相

33、比，其優越性有：耗能少；產物不易擴散到胞外,而水解產物葡萄糖會因擴散而流失6.由蔗糖合酶催化： 蔗糖NDPNDPG 果糖 UDPG和ADPG是葡萄糖的活化形式，在合成寡糖和多糖時作為葡萄糖基的供體。這比將蔗糖水解要經濟，因為從水解產物葡萄糖合成NDPG需要消耗能量。（二）糖酵解（EMP）1.糖酵解途徑又稱 EMP途徑 ：指葡萄糖通過一系列步驟降解成三碳化合物（丙酮酸）并伴隨著ATP生成的過程。2.EMP的兩個階段第一階段五步反應磷酸丙糖生成階段耗能階段；第二階段五步反應丙酮酸生成階段產能階段。第一步： 葡萄糖己糖激酶，鎂離子6-磷酸葡萄糖，己糖激酶是關鍵酶，磷酸化第二步：6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄

34、糖異構酶6-磷酸果糖第三步：6-磷酸果糖磷酸果糖激酶1，6-二磷酸果糖，磷酸化，關鍵酶（變構酶）第四步：1，6-二磷酸果糖醛縮酶磷酸二羥丙酮，3-磷酸甘油醛第五步：磷酸二羥丙酮磷酸丙糖異構酶3-磷酸甘油醛第六步：3-磷酸甘油醛3-磷酸甘油醛脫氫酶1，3-二磷酸甘油酸第七步：1，3-二磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶3-磷酸甘油酸，底物磷酸化第八步：3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸變位酶2-磷酸甘油酸第九步：2-磷酸甘油酸烯醇化酶磷酸烯醇式丙酮酸 第十步：磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸，底物磷酸化 兩次磷酸化，-2ATP;兩次水平底物磷酸化：+4ATP；總計：+2ATP（三）丙酮酸去路1.丙酮酸的去路：在無

35、氧或相對缺氧時 發酵，有兩種發酵：酒精發酵、乳酸發酵；酒精發酵：由葡萄糖 乙醇的過程 。2.在無氧或相對缺氧時 酒精發酵葡萄糖+2ADP+2Pi2乙醇+2CO2+2ATP+2H2O3.在無氧或相對缺氧時 乳酸發酵 葡萄糖+2ADP+2Pi2乳酸+2ATP+2H2O4.在有氧條件下 丙酮酸有氧氧化丙酮酸被徹底氧化成CO2。 丙酮酸+NAD+丙酮酸脫氫酶系乙酰輔酶A+NADH+H+丙酮酸脫氫酶系：TPP（焦磷酸硫胺素）、CoASH、FAD、NAD+、Mg2+和硫辛酸2NAD+ 2NADH ，+5ATP（四）三羧酸循環（TCA）1三羧酸循環：又叫做TCA循環，是由于該循環的第一個產物是檸檬酸，它含有

36、三個羧基，故此得名。又稱檸檬酸循環2.TCA過程：第一步：乙酰CoA與草酰乙酸¬檸檬酸合酶檸檬酸；關鍵酶第二步：檸檬酸順烏頭酸酶異檸檬酸；第三步：異檸檬酸異檸檬酸脫氫酶a-酮戊二酸；關鍵酶，限速酶，2NADH ，+5ATP第四步：a-酮戊二酸a-酮戊二酸脫氫酶復合體（TPP、CoA、FAD、NAD+、Mg2+和氧化型6,8-二硫辛酸）琥珀酰CoA；調控點，2NADH ，+5ATP第五步：琥珀酰CoA琥珀酰硫激酶琥珀酸；2GTP，+2ATP第六步：琥珀酸琥珀酸脫氫酶延胡索酸；2FADH2，+3ATP第七步：延胡索酸延胡索酸酶L-蘋果酸；第八步：L-蘋果酸蘋果酸脫氫酶草酰乙酸。2NAD，

37、+5ATP總計：+20ATP3. TCA循環的生物學意義：為生物體提供能量，是體內主要產生ATP的途徑 ；循環中的中間物為生物合成提供原料；如草酰乙酸、a-酮戊二酸可轉變為氨基酸，琥珀酰CoA可用于合成葉綠素及血紅素分子中的卟啉；糖類、蛋白質、脂類、核酸等代謝的樞紐。4產物NADH和FADH2的去路:由TCA循環產生的NADH和FADH2必須經呼吸鏈將電子交給O2，才能回復成氧化態，再去接受TCA循環脫下的氫。TCA循環需要在有氧的條件下進行。否則NADH和FADH2攜帶的H無法交給氧，即呼吸鏈氧化磷酸化無法進行，NAD+及FAD不能被再生，使TCA循環中的脫氫反應因缺乏氫的受體而無法進行。5

38、.草酰乙酸的回補：丙酮酸生成草酰乙酸；磷酸烯醇式丙酮酸生成草酰乙酸；蘋果酸酶催化丙酮酸羧化生成蘋果酸；天冬氨酸與a-酮戊二酸生成草酰乙酸（五）磷酸戊糖途徑（PPP）1.磷酸戊糖途徑:又叫做PPP，該途徑又叫做磷酸葡萄糖酸途徑 (HMP)，該途徑又稱磷酸己糖支路(HMS) ，是由于從磷酸己糖開始該途徑與EMP途徑分支，HMP定位于細胞質，和EMP等途徑相通。 2.糖的脫氫、脫羧：6-磷酸葡萄糖5-磷酸核酮糖糖的相互轉化：6個5-磷酸核酮糖5個6-磷酸葡萄糖3. HMP途徑的生物學意義：產生大量的NADPH，為細胞的各種合成反應提供還原力，NADPH作為主要供氫體，為脂肪酸、固醇、四氫葉酸等的合成

39、、氨的同化等反應所必需；途徑中的中間物為許多化合物的合成提供原料，可以產生各種磷酸單糖。（六）糖異生作用1糖的異生作用：由非糖有機物(如乳酸、丙酮酸、甘油、生糖氨基酸)轉變成葡萄糖的過程2糖異生途徑丙酮酸 丙酮酸羧化酶草酰乙酸PEP羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸(PEP) 1，6-二磷酸果糖果糖1，6-二磷酸酶 6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶葡萄糖3糖異生的生理意義：糖異生作用是一個十分重要的生物合成葡萄糖途徑，紅細胞和腦以葡萄糖為主要燃料。哺乳動物的糖異生作用在肝臟中進行，高等植物主要發生在油料種子萌發時脂肪酸氧化產物和甘油向糖的轉變；饑餓和劇烈運動造成糖原下降，糖異生使酵解產生的乳酸

40、，脂肪分解產生的甘油，以及生糖氨基酸等中間產物重新生成糖，從而維持血糖濃度，滿足組織對糖的需要。 4糖酵解和糖異生的互補調節：高水平的ATP、NADH變構抑制磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶，而變構激活二磷酸果糖酯酶；Pi、AMP、ADP變構激活磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶，而變構抑制二磷酸果糖酯酶；ATP/ADP比值高時EMP途徑關閉、糖異生打開； ATP/ADP比值低時， EMP途徑打開，糖異生活性降低；檸檬酸起類似作用；（七）糖核苷酸的作用1磷酸蔗糖合酶：在蔗糖的合成中，葡萄糖基的供體是UDPG(尿苷二磷酸葡萄糖)，而果糖的供體是F-6-P(6-磷酸果糖)，兩者首先結合形成磷酸蔗糖，后者再水解成蔗糖

41、。2磷酸蔗糖合酶G1P + UTP + H2O UDPG + 2Pi（UDPG焦磷酸化酶，焦磷酸酶）該反應的自由能變化很小，反應是可逆的。但由于細胞內的焦磷酸酯酶能及時將焦磷酸水解成2分子磷酸，從而使反應向生成UDPG的方向進行。第六章 脂質的分解與合成代謝（一）脂質的分解代謝1.脂肪水解：三酰甘油經三酰甘油脂肪酶、二酰甘油脂肪酶、單酰甘油脂肪酶的催化最后生成了甘油。2.甘油代謝：甘油在甘油激酶的催化下，被磷酸化成3-磷酸甘油，然后氧化脫氫生成磷酸二羥丙酮。其中第一步反應需要消耗ATP，而第二步反應可生成還原型輔酶。3.脂肪酸分解的途徑：主要有脂肪酸的-氧化、脂肪酸的-氧化、脂肪酸-氧化等4.

42、 脂肪酸的-氧化：脂肪酸的-氧化作用是脂肪酸在一系列酶的作用下，在碳原子和碳原子之間斷裂，碳原子氧化成羧基生成含2個碳原子的乙酰CoA 和比原來少2 個碳原子的脂肪酸。5.脂肪酸-氧化的過程：脂肪酸的活化、脂肪酸的轉運、-氧化的歷程。6.脂肪酸的活化：脂肪酸的活化是指脂肪酸的羧基與CoA酯化成脂酰CoA的過程。脂肪酸的活化需要ATP的參與。每活化1分子脂肪酸，需要1分子ATP轉化為AMP，即要消耗2個高能磷酸鍵。這可以折算成需要2分子ATP水解成ADP。7.脂肪酸的轉運：脂肪酸的-氧化作用通常是在線粒體的基質中進行的，而在細胞質中形成的脂酰CoA不能透過線粒體內膜，需依靠內膜上的載體肉堿攜帶，

43、以脂酰肉堿的形式跨越內膜而進入基質。8.-氧化的歷程：脂酰CoA進入線粒體后，經歷多次-氧化作用而逐步降解成多個二碳單位 乙酰CoA。每次-氧化作用包括四個步驟：脫氫、水化、再脫氫、硫解。9. 對于偶數碳飽和脂肪酸，-氧化過程的化學計量：脂肪酸在-氧化作用前的活化作用需消耗能量，即1分子ATP轉變成了AMP，消耗了2個高能磷酸鍵，相當于2分子ATP。（-2ATP）在-氧化過程中，每進行一輪，使1分子FAD還原成FADH2、1分子NAD+還原成NADH，兩者經呼吸鏈可分別生成1.5分子和2.5分子ATP，因此每輪b-氧化作用可生成4分子ATP。（+4ATP）-氧化作用的產物乙酰CoA可通過三羧酸

44、循環而徹底氧化成CO2和水，同時每分子乙酰CoA可生成10分子ATP。（+10ATP）對于不飽和脂肪酸，每多一個不飽和鍵，就少一個FADH2，即減少1.5個ATP。10.乙醛酸循環：將2分子乙酰CoA合成1分子四碳化合物琥珀酸。過程：第一步：草酰乙酸+乙酰CoA（檸檬酸合酶）檸檬酸 第二步：檸檬酸（順烏頭酸酶）異檸檬酸第三步：異檸檬酸（異檸檬酸裂解酶）乙醛酸+琥珀酸,關鍵酶第四步：乙醛酸+乙酰（蘋果酸合酶）蘋果酸，關鍵酶第五步：蘋果酸（蘋果酸脫氫酶）草酰乙酸11.乙醛酸循環的生物學意義油料植物的種子中主要的貯藏物質是脂肪，在種子萌發時乙醛酸體大量出現，由于它含有脂肪分解和乙醛酸循環的整套酶系，

45、因此可以將脂肪分解，并將分解產物乙酰CoA轉變為琥珀酸，后者可異生成糖并以蔗糖的形式運至種苗的其它組織供給它們生長所需的能源和碳源；由乙醛酸循環轉變成的琥珀酸，需要在線粒體中通過三羧酸循環的部分反應轉化為蘋果酸，然后進入細胞質，沿糖異生途徑轉變成糖類。（二）脂質的合成代謝1.甘油的生物合成：由糖酵解的中間產物磷酸二羥丙酮經磷酸甘油脫氫酶還原而成，在甘油和脂肪酸縮合連結成脂肪時，所需要的是3-磷酸甘油，而不是游離的甘油。2. 脂肪酸從頭合成的過程：乙酰CoA的來源和轉運、丙二酸單酰CoA的形成、脂肪酸鏈的合成。3. 乙酰CoA的來源和轉運來源：脂肪酸b-氧化、丙酮酸氧化脫羧、氨基酸氧化等。轉運：

46、乙酰CoA不能直接穿過線粒體內膜，需要通過“檸檬酸穿梭”的方式從線粒體基質到達細胞質。線粒體內的乙酰CoA先與草酰乙酸縮合成檸檬酸，通過內膜上檸檬酸的載體透過內膜進入細胞質中，然后檸檬酸裂解成乙酰CoA（參與脂肪酸的合成）和草酰乙酸。4.丙二酸單酰CoA的形成：乙酰CoA+HCO3-+H+ (乙酰CoA羧化酶)丙二酸單酰CoA乙酰CoA羧化酶由兩種酶和一種蛋白組成的多酶復合體生物素羧基載體蛋白、生物素羧化酶、羧基轉移酶。乙酰CoA的羧化為不可逆反應，是脂肪酸合成的限速步驟5.脂肪酸合酶系統乙酰CoA-ACP轉移酶丙二酸單酰CoA-ACP轉移酶-酮脂酰-ACP合酶-酮脂酰-ACP還原酶-羥脂酰-

47、ACP脫水酶烯脂酰-ACP還原酶硫酯酶ACP 脂酰基載體蛋白6.脂肪酸鏈形成過程：縮合、還原、脫水、還原，這一過程是以乙酰CoA為起點(引物)，由丙二酸單酰CoA在羧基端逐步添加二碳單位，合成出不超過16碳的脂?；?，最后脂酰基被水解成游離的脂肪酸。7.脂肪酸碳鏈的延長過程：該過程是以脂酰CoA（不是脂肪酸）作為起點(引物)，通過與從頭合成相似的步驟，即縮合還原脫水再還原，逐步在羧基端增加二碳單位。在生物體內存在大量的各種不飽和脂肪酸，如棕櫚油酸（16:1D9）、油酸（18:1D9）、亞油酸（18:2D9,12）、亞麻酸（18:3D9,12,15）等，它們都是由飽和脂肪酸經去飽和作用而形成的。8

48、.脂肪酸合成的調節：乙酰CoA羧化酶的變構調節和共價修飾調節。9.三酰甘油的生物合成：磷酸甘油經磷酸甘油脂酰轉移酶、磷酸酶、二酰甘油脂酰轉移酶生成三酰甘油。第七章 核酸的生物合成（一）DNA的生物合成1. DNA的生物合成：指以親代DNA的兩條鏈為模板，以4種脫氧核苷三磷酸為底物，在DNA聚合酶催化下進行的脫氧核苷酸聚合反應?；颍樂醋樱?泛指被轉錄的一個DNA片段。在某些情況下，基因常用來指編碼一個功能蛋白或DNA分子的DNA片段。2.復制 (Replication)：以親代DNA分子的雙鏈為模板，按照堿基配對的原則，合成出與親代DNA分子相同的雙鏈DNA的過程。3.轉錄(Transcri

49、ption)：以DNA分子中一條鏈的部分片段為模板，按照堿基配對原則，合成出一條與模板DNA鏈互補的RNA分子的過程。4.翻譯(Translation)：把mRNA上的遺傳信息按照遺傳密碼轉換成蛋白質中特定的氨基酸序列的過程。 5.半保留復制：雙鏈DNA 的復制方式，其中親代鏈分離，每一子代DNA 分子由一條親代鏈和一條新合成的鏈組成?；蚪M中能獨立進行復制的單位叫復制子。6DNA聚合酶反應的特點：以四種脫氧核苷三磷酸為底物；反應需要接受模板的指導；反應要有引物3-OH的存在；需Mg2+激活；DNA鏈的生長方向為53；產物與模板的性質相同。7. DNA聚合酶：DNA聚合酶I主要負責RNA引物的

50、切除和校對；DNA聚合酶II主要負責修復；DNA聚合酶III主要負責復制。8.DNA復制體：蛋白質和酶合理、精巧地分布在復制叉上，既可解離聚合，又彼此協調，形成一個高效、高精度復制的完整實體復合物。包括解螺旋酶、單鏈結合蛋白(SSB)、拓撲異構酶、引發體、連接酶等。9.復制叉：復制DNA 分子的Y 形區域,在此區域發生鏈的分離及新鏈的合成。10.原核生物DNA的復制復制的啟動：原核生物的DNA上一般只有一個復制原點，真核生物則有多個復制原點，可以同時啟動復制過程。DNA鏈的延伸：DNA鏈的延伸按5'3'方向。一條鏈延伸的方向與復制叉前進的方向一致，它的合成能連續進行，稱為先導鏈

51、；另一條鏈延伸的方向與復制叉前進的方向相反，這條新鏈的合成是不連續的，而且總晚于先導鏈，所以稱為后隨鏈。后隨鏈中合成的多個DNA片段，稱為岡崎片段。大部分的復制是從復制原點向兩側同時進行，因此兩側的復制叉都是生長點，隨著復制叉的移動，復制眼逐步增大。 DNA鏈的終止：環狀的DNA從單點開始雙向復制，當兩個復制叉在復制原點的對面的終止區相遇并合并時，結束復制，形成兩個環狀DNA分子。11.真核生物DNA復制的特點：真核生物具有核小體結構。真核生物基因組龐大，且復制叉移動速率比原核生物慢得多；真核生物DNA上存在多個復制子，但每個復制子在每個細胞周期只復制一次；復制的終止比較特別，形成端

52、粒DNA；真核生物DNA聚合酶DNA聚合酶 合成引物、后隨鏈DNA聚合酶 修復酶DNA聚合酶 線粒體DNA合成DNA聚合酶 合成前導鏈DNA聚合酶 修復酶12.端粒DNA：端粒是真核生物染色體末端的特殊序列；它是由端粒酶RNA模板上拷貝出數以百計的重復序列構成；端粒DNA形成特殊結構，具有保護染色體末端免遭降解的功能。端粒的截短與細胞衰老有關。13.DNA復制的忠實性DNA聚合酶的聚合反應具有保真性；DNA聚合酶利用外切酶活性進行校對；使用RNA引物；依賴于核苷酸代謝庫調節系統和體內多種修復系統。（二）DNA損傷與修復1. DNA損傷的原因：外環境中的射線，體內的各種理化因素，復制過程中發生的

53、錯誤。2. DNA損傷的類型：形成嘧啶二聚體，脫嘌呤作用，脫氨基作用 （CU）。3. DNA損傷的修復：直接修復（光修復）、切除修復（核苷酸切除修復（切 補 切 縫）、堿基切除修復）、錯配修復、SOS修復（容易造成錯配，產生很高的變異率）、重組修復。4.直接修復：是通過一種可連續掃描DNA，識別出損傷部位的蛋白質，將損傷部位直接修復的方法。該修復方法不用切斷DNA或切除堿基。5.切除修復：通過切除-修復內切酶使DNA損傷消除的修復方法。一般是切除損傷區，然后在DNA聚合酶的作用下，以露出的單鏈為模板合成新的互補鏈，最后用連接酶將缺口連接起來。6.錯配修復：在含有錯配堿基的DNA分子中，使正常核

54、苷酸序列恢復的修復方式。這種修復方式的過程是：識別出正確的鏈，切除掉不正確鏈的部分，然后通過DNA聚合酶和DNA連接酶的作用，合成正確配對的雙鏈DNA。（三）RNA的生物合成1. 核心酶：大腸桿菌的RNA聚合酶全酶由5個亞基組成（22，），沒有基的酶叫核心酶。核心酶只能使已開始合成的RNA鏈延長，但不具有起始合成RNA的能力，必須加入基才表現出全部聚合酶的活性。2.反義鏈和有義鏈： DNA分子兩條鏈中只有一條具有轉錄功能,這條具有轉錄功能的鏈叫做模板鏈或反義鏈,另一條無轉錄功能的鏈叫做編碼鏈或有義鏈。3.轉錄的過程:轉錄的啟動: 因子能識別啟動子（位于有義鏈上）。轉錄的起始: 由全酶在啟動子附近將DNA局部解鏈。鏈的延伸: 當s因子從核心酶上脫落后，核心酶與DNA鏈的結合變得疏松，可以在模板鏈上滑動，方向為DNA模板鏈的 3 5。轉錄的終止: 核心酶能識別終止子，停止轉錄, 這一過程有時需要一種蛋白質 因子4.啟動子 (promoter)：DNA上的特殊序列，是轉錄的起始信號。5.終止子 (terminator)：DNA上特殊序列，是轉錄的終止信號。6.轉錄單位 (transcriptional unit)：從啟動子到終止